高中化學-原電池教學設計學情分析教材分析課后反思

高中化學選修四§4.1【原電池】教學設計

課題原電池課型新授課

授課人授課班級

1.課程標準：

體驗化學能與電能相互轉化的探究過程，了解原電池工作原理，能寫出電

極反應和電池反應方程式。

2.教材內容分析：

本節(jié)內容以必修化學2第二章第二節(jié)“化學能與電能”為基礎，必修1氧

教材分析

化還原反應原理為依據(jù)，進一步介紹原電池的組成和工作原理，通過對原電池

中閉合電路形成過程過程的分析，引出半電池、鹽橋、內電路、外電路等概念，

要求學生能夠書寫出相關的電極反應式和電池反應方程式。同時，幫助學生對

電化學的研究與應用范圍形成一個概貌性的認識。教材對電極電勢等概念沒有

介紹，在理論方面控制了知識的深度，因此在教學中需要借助氧化還原反應理

論和金屬活動性順序以及物理學中的電學知識對有關問題進行定性的介紹和分

析。采用實驗探究探討原電池持續(xù)、穩(wěn)定地產生電流的必要條件，也為原電池

原理的實用性開發(fā)奠定了理論基礎。

學生已經在高一必修二課程中初步學習了原電池的工作原理和基本構成條

件，同時具備分析氧化還原反應原理的知識和規(guī)律方法，有一定的守恒觀念和

學生分析對比分析的學科思想。學生也具備了一定的實驗操作和動手能力，經歷高一學

年的學習，也具備一定的對定性實驗現(xiàn)象的分析、描述、探討能力和應用化學

知識解決實際問題的能力，但實驗創(chuàng)新能力還比較欠缺，需要進一步提高學生

分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的科學精神。

【知識與技能】認識能量轉化基本形式，了解原電池工作原理和結構，掌握原

電池的電極和電池反應式的書寫

【過程與方法】通過試驗探討、問題分析和實驗探究，培養(yǎng)學生的實驗能力，

以及分析問題和解決問題的能力

教學目標

【情感態(tài)度價值觀】通過實驗培養(yǎng)學生科學的學習態(tài)度、合作探究精神和正確

的人生價值觀；培養(yǎng)積極探索和精益求精的科學態(tài)度，樹立學以致用的科學信

念，激發(fā)學習化學的興趣和主動性。

教學重點原電池的工作原理、構成條件及電極反應式的書寫

教學難點原電池工作原理

教學媒體多媒體、實物投影

教學策略實驗教學、小組合作

【教學流程圖】：

模擬分析工作原理，總結實驗探究影響電理論分析設計原電池，并

構成條件能的決定因素且實驗驗證，發(fā)現(xiàn)問題

環(huán)節(jié)三:原電池裝置的優(yōu)化改進

理論分析改進方案實驗探究電池改進效果，總結原理和條件

知識總結與指導

環(huán)節(jié)四:

【教學過程】：

課題原電池

【知識與技能】認識能量轉化基本形式，了解原電池工作原理和結構，掌握原電池的

電極和電池反應式的書寫

【過程與方法】通過試驗探討、問題分析和實驗探究，培養(yǎng)學生的實驗能力，以及分

教學

析問題和解決問題的能力

目標

【情感態(tài)度價值觀】通過實驗培養(yǎng)學生科學的學習態(tài)度、合作探究精神和正確的人生

價值觀；培養(yǎng)積極探索和精益求精的科學態(tài)度，樹立學以致用的科學信念，激發(fā)學習

化學的興趣和主動性。

【教學重點】原電池的工作原理及電極與電池反應的書寫

教學【教學難點】原電池的工作原理

重難【措施】1、重點的解決：以實驗為載體，創(chuàng)設問題情境，將實驗探究與思考交流交

點及替進行，突出學生主體作用；

措施2、難點的解決：借助探究性試驗與原有知識對原理進行分析，借助動畫模擬微觀過

程和理論分析突破疑難。

課堂教學

環(huán)節(jié)教師活動學生活動教學意圖

【投影】形形色色的電池觀看了解電池的發(fā)展

背景，體驗化學技術應

、【講解】在日常生活中我們正使用與生活之美。

課用著各式各樣的電池，從電池的思考體會學習科學知

堂性能和應用來看電池的發(fā)展：(1)回答識宗旨，知識科技的合

情電池的質量和體積變化-小型化；理運用對提高人類生

景(2)電池輸出電能的效率變化-活質量和促進社會發(fā)

創(chuàng)高能化展的重要作用，培養(yǎng)學

設(3)電池的使用過程和可循化生認真學習，服務人類

利用-可持續(xù)化社會，方便工作與生活

(4)材料的來源和使用對環(huán)境的人生價值觀，引導學

的影響-清潔化生培養(yǎng)積極認真的學

【投影】電池的誕生歷史習態(tài)度。

【講解】電池的發(fā)展離不開科學

家們的不斷實踐和勇于探索。電觀看

池的誕生起源于意大利生物學家

伽伐尼的一次科學實驗發(fā)現(xiàn)，發(fā)聆聽了解科學技術發(fā)

明于意大利物理學家伏打的反復思考展的歷程，認識化學是

試驗探索。那么在生活中大家有一門以實驗為基礎的

二、沒有結合高一階段學習過的電學自然科學，體會科學家

原知識制作過電池？們鍥而不舍、勇于探索

電【演示實驗】制作檸檬電池回答和追求真理的精神。建

池1、將一個鐵釘和一個銅質的硬構實踐出真知的學科

的幣插入到檸檬上；觀察實驗現(xiàn)象：電流計思想。

工2、分別用導線連接硬幣與鐵釘，指針發(fā)生偏轉

作再將導線接到靈敏電流計的正負

原接線柱上體會化學來源于

理學生回答：生活，以取材于生活，

與(1)產生了電流用趣味實驗引入課堂，

構(2)電流是電荷的定展示化學實驗的魅力，

成【提問】1、電流計指針偏轉說明向移動產生的，金屬靠激發(fā)學生的學習興趣

條什么？電子，溶液中靠陰陽離和求知欲望。

件2、電流是怎樣產生的？金屬和溶子的定向移動。構建以問題引領

液分別是靠什么導電的？(3)鐵與檸檬酸反生知識，由現(xiàn)象到本質，

3、發(fā)生了怎樣的反應？氧化還原反應由一般到特殊，由簡單

4、根據(jù)接線情況和指著偏轉方向(4)銅是正極，鐵是到復雜的分類思想，進

判斷正負極材料是誰？負極而不斷增強學生的問

小組代表分析展示：題意識，在問題探究中

【講解】檸檬酸可以用稀硫酸來電池的電極、電子的移滲透化學學科思想，使

代替，試模擬分析電池的工作原動方向和電極反應學生對物質的變化認

理？識產生濃厚興趣，提高

學生分析問題、解決問

【提問】1、結合資料卡片內容分閱讀題的能力從而培養(yǎng)學

析電子的流向？學生回答：生的科學精神。

2、由于電子的定向移動，正負電1、電子從活潑的金屬為學生提高展示

極區(qū)的電性有什么變化？由此，流向穩(wěn)定的金屬的平臺，體現(xiàn)學生主體

受靜電作用影響，陰陽離子分別2、負極區(qū)帶正電，正極地位，調動學生思維和

向哪個電極移動？上帶負電，陰離子向負積極性。

極移動，陽離子向正極

移動通過閱讀材料挖

【動畫展示】工作原理掘信息，幫助分析原電

觀看池的工作原理。

【板書】1、工作原理：思考

e-

負極----->正極

陰離子TT陽離子

電解質

【講解】在電勢差的影響下，活理解原電池工作

潑的金屬失去電子經過導線流向原理，掌握用正確的化

穩(wěn)定的金屬，構成外電路；受電學用語表示電極反應，

性影響，陰陽離子分別向兩極定檢查電極反應式書寫體會電子守恒與電荷

向移動，形成內電路，負極和正整理原電池工作原理守恒，建立守恒思想，

極上分別發(fā)生氧化和還原反應，學會透過現(xiàn)象看本質，

即兩個電極反應，電極反應也是用辯證的觀點去看問

離子反應，電極反應式書寫要遵題。構建從個別到一

循離子方程式的書寫要求。整個般，由宏觀到微觀的學

過程保持電子守恒和電荷守恒，習思想。

由此可以看出，正負兩極電極反

應式之和等于總電池反應。

—?>【提問】1、原電池反應的本質是學生思考回答：

原哪種類型的反應？1、自發(fā)的氧化還原反結合實驗裝置材

料和試劑，利用氧化還

電應

原反應原理分析構成

池2、結合工作原理和裝置，分析構2、活潑性不同的兩極、

原電池的本質和外部

的成原電池的外部條件？電解質溶液、閉合回

構成條件，建立結構與

工、在氧化還原反應中負極材料和路

3性質的關聯(lián)，為原電池

作電解質分別是什么角色？3、負極是還原劑，電解理論的實際應用打好

原【板書】2、構成條件：本質質是與負極反應的氧化基礎。

理【提問】影響輸出電能大小的主劑。

由性質理論到數(shù)

與要因素是什么？

據(jù)分析，運用對比方

構【演示實驗】

法，總結影響原電池電

成步電流計示

操作能的因素，構建由定性

條觀察電流計指針示數(shù)，

騾數(shù)到定量分析、由抽象理

件組裝Fe-Cu-稀并記錄實驗數(shù)據(jù)，論形象化的化學思想。

1

硫酸電池裝置思考討論影響電流大小了解化學定量分

析的方法，建立由定性

上述電池Fe電的因素。

2到定量的學科思想，培

極更換為A1片回答：負極越活潑，電

養(yǎng)學生科學嚴謹、精益

上述裝置中的解質的氧化性越強，輸

求精和認真務實的學

出電流越大

稀硫酸換成同習研究態(tài)度，增強學生

3

濃度的硫酸銅對知識和實驗的學習

溶液興趣，從而提高學生從

事科學探究的能力和

綜合素質。

【講解】影響電池輸出電能的主完成并講解學案上的

體會科學知識為

要因素是反應物的氧化還原能【跟蹤訓練】：自發(fā)的氧

實踐提供理論指導的

力?；€原反應原理才能設

意義，建構科學的分析

計成原電池；范式，準確有效地找到

【提問】1、從理論上怎樣的反應事物發(fā)展變化的原因

能夠設計成原電池裝置？思考討論，學生板書設與條件，控制變化的路

計的原電池裝置，講解徑與進程，把握變化的

規(guī)律與結果。

2如何根據(jù)電池反應設計原電設計依據(jù)。理論聯(lián)系實際，做

池？試畫出裝置。到學以致用，提高學生

的分析動手能力?？偨Y

回答預測現(xiàn)象：Zn逐漸

設計電池的基本方法，

3、預測大家設計的原電池的現(xiàn)溶解，Cu上析出紅色固

構建解決問題具體化

三、象？體，溶液顏色變淺，燈

程式化的化學學科思

原變亮。想。

電【講解】原電池設計思路是電池通過分組實驗使

池反應中的還原劑做負極，正極選學生學會自我約束控

制，養(yǎng)成規(guī)范的行為習

的擇比負極穩(wěn)定的導體，氧化劑做小組實驗

慣，形成合作、分享、

優(yōu)電解質溶液，然后連接成閉合回觀察記錄

交流的團隊意識。觀察

化路。大家根據(jù)設計的原電池裝置，對比總結

實驗現(xiàn)象之美，體驗化

按要求組裝完成實驗，注意分工

改學實驗樂趣，發(fā)現(xiàn)實踐

進合作，記錄實驗現(xiàn)象，然后與預與理論的差距，引發(fā)理

測現(xiàn)象進行對比。論與實踐的矛盾沖突，

激發(fā)學習興趣。

抓住原電池的缺

【提問】1、鋅片上析出的紅色物思考回答：

陷，挖掘其根源，分析

質是什么？是怎么產生的？紅色物質是銅，Cu2+

改進方案。在實驗探究

直接在Zn的表面發(fā)生

和問題解決活動中增

2、燈塔亮度變暗說明什么？置換反應。強問題意識和創(chuàng)新意

3、經過導線的電子為什么會逐電流在減小識，不滿足于現(xiàn)有理論

漸減少？鋅表面析出銅，在表和解決方法，敢于根據(jù)

事實和獨立思考探索

面形成很多微小的原電

新規(guī)律、新方法，敢于

4、如何改進裝置才能產生持續(xù)池，導致輸出電子減少

質疑、勇于創(chuàng)新的科學

穩(wěn)定的電流？需要將鋅從硫酸銅溶

品質。

液中分離出來，放入硫

【講解】外電路用導線連接，內酸鋅溶液中。

電路用盛有電解質溶液的裝置為

橋梁連接起來，此裝置叫鹽橋。閱讀【資料卡片2】

那么，我們的改進到底能不能讓

燈塔持續(xù)亮起來，需要我們用實分組實驗實驗驗證改進措

驗進行驗證，請各組利用提供的記錄現(xiàn)象施的可行性，在小組實

驗過程中，使學生學會

三、藥品和儀器，按照要求進行實驗。分析對比

自我約束控制，養(yǎng)成遵

原交流討論

規(guī)守紀、注重安全的行

電【投影】1、改進過程和優(yōu)化裝置小組評價

為習慣，形成合作、分

池2、實驗步驟與注意事項享、交流的團隊意識與

的互助共贏的科學研究

優(yōu)【板書】3、改進措施：鹽橋習慣，最終形成實事求

是、耐心細致、嚴謹務

化

實的良好品質。提高實

改【提問】實驗二和實驗一現(xiàn)象有小組代表回答：

驗動手操作能力，激發(fā)

進什么不同？鋅片上無物質析

學習興趣。

出，燈塔持續(xù)亮起來，

【講解】通過大家的匯報來看，取出鹽橋燈塔會熄滅。通過實驗的成敗，

大多數(shù)小組都圓滿取得了想要的體驗通過自身努力實

效果，祝賀大家對原電池裝置改踐獲得成功的喜悅，激

發(fā)學習動力。保持和增

進成功！個別小組失敗了，也不

強對化學現(xiàn)象的好奇

要氣餒，失敗乃成功之母，我們

心和探究欲望，主動把

課后可進一步分析原因，再接再

化學學習興趣從對物

勵。質變化的好奇轉移到

【提問】1、該電池的正負極分別思考回答：深入揭示內在化學原

是誰？鋅是負極，銅是正極，理上來，逐步養(yǎng)成追求

真理、崇尚科學、自覺

2、它們的工作原理相同嗎？發(fā)生的電池反應相同。

運用科學原理和客觀

規(guī)律做事的求真意識

【講解】兩極之間電勢差仍然存

和科學品質。

在，電子由鋅流出，發(fā)生氧化反

應，電子流入銅電極，銅離子得

到電子，發(fā)生還原反應。這樣通

過引入鹽橋，把原電池分成了兩

個半電池反應。

【提問】1、鹽橋中的離子是如何思考回答：由個別到一般，總

三、移動的？氯離子向左側（負極）結與概括原電池內電

路的導電方式和兩極

原移動，鉀離子向右側（正

的反應原理，掌握方法

電【講解】由于電子轉移發(fā)生兩極極）移動

規(guī)律，構建氧化還原、

反應，導致負極區(qū)溶液帶正電性，

池電子守恒與電荷守恒

的正極區(qū)溶液帶負電，在靜電作用的思維模型。

優(yōu)下鹽橋中的離子如何移動？其離

化子的移動方向與改進前相同，結

改合電性總結為“正正負負”的離

利用多媒體輔助

進子移動規(guī)律。

教學，形象直觀地分析

離子的移動方向，幫助

【投影】動畫模擬鹽橋中的離子

思考回答：理解微觀粒子的移動

移動鹽橋把鋅和硫酸銅溶方向，深入把握原電池

液分離開了，形成閉合工作原理。

【提問】鹽橋在整個裝置中起了回路，沒有鹽橋燈熄滅，

透過實驗現(xiàn)象看

什么作用？起導電作用。

本質，總結鹽橋的作

用。建構科學的分析方

【講解】鹽橋隔離開負極與氧化思考

法，準確有效地找到事

劑溶液，避免了它們直接接觸反物發(fā)展變化的原因。進

應；鹽橋中的離子可以向兩側移完成學案【跟蹤訓練】一步認識到提出新問

動導電。但是，大家要注意，電題、想出新思路、找到

新辦法、發(fā)現(xiàn)新規(guī)律等

池工作時，鹽橋中溶液成分不能小組討論

創(chuàng)新活動是提高科學

與兩個半電池溶液發(fā)生反應，避

認識水平、推動科學不

免鹽橋中離子向兩端移動發(fā)生反小組代表投影分析展

斷發(fā)展進步的不竭動

應導致失效。大家結合以上內容，示完成結果。力。

完成學案跟蹤訓練。為學生提夠自我

（隔離整理展示的機會，培養(yǎng)學生

【板書】鹽橋一一作用1規(guī)范表達，獨立分析問

1導電題的能力。

【講解】通過本節(jié)課學習，我們

利用氧化反應原理和實驗探究，讓學生回顧自己

四、探討了原電池的工作原理和構成對當堂內容的學習情

知條件，實現(xiàn)了原電池由化學能到況，及時做好記錄和整

識電能的質變。由此，分析探討了理。

整原電池的優(yōu)化改進措施，提高了聆聽

合原電池的能量利用率，實現(xiàn)了電思考鼓勵學生不斷進

與能輸出的量的提升。記錄取，刻苦學習，激發(fā)學

指今天介紹的只是電池的基本習動力，提高和培養(yǎng)建

導原型，還有更多更好的電池等待設社會和改進人類生

我們去研究學習。我們的習近平活質量的能力與技能，

總書記在十八大報告中指出“增強社會責任感、倫理

實踐是理論之源，創(chuàng)新是發(fā)展動道德和服務社會的意

力”，希望在今后，大家能夠繼識。

續(xù)保持對化學的學習興趣，刻苦

努力，勇于探索，大膽實踐，培

養(yǎng)良好的科學素養(yǎng)，在不久的將

來，為我國的科技創(chuàng)新貢獻自己

的力量！【投影】課后作業(yè)對課堂內容進行

【講解】結合今天所學知識，利討論，課后實踐，假期課外延伸，達成分層教

用周末時間在家選擇合適的材研究性學習計劃學的目的，讓學生保持

料，設計原電池看能否讓廢舊的對化學的學習興趣，激

賀卡或小燈泡亮起來。利用假期發(fā)學生求知的欲望和

時間，通過網絡資源和查閱文獻動力，鼓勵學生接觸社

資料，總結改進原電池的更多更會、接觸自然，開闊眼

好的方法，形成研究性學習報告。界，嘗試去認識現(xiàn)實生

活，以此逐漸培養(yǎng)正確

的人生價值觀。

【附1】板書設計:

原電池

1、工作原理：

e-

負極----->正極

陰離子TT陽離子

電解質

2、構成條件：本質

隔離

3、改進措施：鹽橋一一作用<

I導電

【附2】學生課堂評價量規(guī)（小組互評）

評價指標ABCD

主動參與，能完成

積極參與，主動合主動參與，能完成被動參與，任務

參與程度任務，能完成自己

作，完成任務好。任務，有合作精神。不盡心。

分工

能很好地針對探能較好地針對探究能針對探究目的不能針對探究目

探究技能究目的和條件進B的和條件進行科和條件設計進行的和條件設計進

行探究。學探究?？茖W探究。行科學探究。

合作精神很好合作、協(xié)調較好合作、協(xié)調基本能合作不能與人合作

觀察能力觀察認真、仔細觀察較認真基本可以參與不能主動參與

較好的完成記錄完整的記錄和得出

基本能夠完整整

分析能力書寫記錄詳細、準實驗結論，書寫較無法得出結論

理和熟悉

確仔細

【附3】學案:

第四章第一節(jié)原電池

【學習目標】I.認識能量轉化基本形式，了解原電池工作原理和結構，掌握原電池的電極和

電池反應

2.通過實驗探究和問題討論，培養(yǎng)實驗能力，以及分析問題和解決問題的能力,

培養(yǎng)積極探索和精益求精的科學態(tài)度，樹立學以致用的科學信念。

【學習重點】原電池的工作原理、構成條件及電極反應式的書寫

【前置作業(yè)】標出電子轉移情況:氧化還原反應原理:

—電子，化合價.，發(fā)生..反應

(1)雙線橋：Fe+2H+=Fe2++H2T

還原劑+氧化劑氧化產物+還原用物

(2)單線橋：Zn+CuSO4=ZnS04+Cu

—電子，化合價.,發(fā)生.反應

學習過程規(guī)律方法總結

一、原電池的工作原理與構成條件一、原電池

【思考】1、電流是怎么產生的？

1、定義：將一—

2、金屬和溶液分別是靠什么導電的？

3、什么類型的反應能設計成原電池?能轉化為______一能的

【電池分析】標出電子流向，分析離子的移動方向，完成下表:

裝置。

電池裝置1負極正極

電極

材料Cu2、工作原理：

電極反

（外電路）

應式

反應g稀硫酸負極一正極

類型

_____電子—一電子

【資料卡片1】當金屬放入溶液中時，在金屬和溶液之間產生了電勢

差，通常把此電勢差稱為金屬的電極電勢，金屬活動性越強其電極電_____反應一正應

勢越小。在外電路中，電流從高電勢流向低電勢，電子則方向相反。

陰離子

【實驗探究】

陽離子

裝置裝置1材料或溶液變化電流計示數(shù)

電解質溶液

2Fe片更換為A1片

3稀硫酸換成同濃度的硫酸銅溶液(內電路)

【跟蹤訓練】1、在理論上可用于設計原電池的化學反應是()

、

ABaCO3+2HCl=BaCl2+H20+CO2t3、構成條件：

電解

、

B2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2T+H2t(1)本質條件：

C^Zn+CuSO4=ZnSO44-Cu

、

D2CaC2+2H2Ot2Ca(OH)2+C2H2T(2)外部結構：

【思考】1、如何以【跟蹤訓練】答案為反應原理分析設計成原電池？

①______________________

原電池氧化還原理論材料

②______________________

負極

③______________________

正極

電解質4、原電池輸出電能能

溶液力的決定因素：

2、畫出原電池裝置，標出電子流向，寫出電極反應，預測實驗現(xiàn)象？

原電池裝置預測現(xiàn)象探究實驗現(xiàn)象

二、原電池的優(yōu)化改進:【思考】

、在裝置中標注電

【交流探討】1、如下圖實驗I中Zn片上析出的紅色物質是什么？為1II

什么燈塔會逐漸變暗